一、spICP‑MS 原理与粒径统计流程

单颗粒 ICP‑MS 利用较高分辨率的时间采样方式来捕捉稀疏颗粒进入等离子体时的瞬时信号脉冲，并通过脉冲强度转换为颗粒质量，进一步计算颗粒尺寸 ：

1. 脉冲捕捉：仪器以极短的 dwell time（典型几十至几百 μs）连续监测元素信号，捕获单个颗粒引发的瞬时高强度信号；

2. 质量计算：将峰面积（counts/event）与标准溶液校正的“传输效率”结合，得出单个颗粒的质量；

3. 粒径推算：假设颗粒为球形，根据质量与已知材料密度换算出粒径；

4. 分布统计：重复此过程，可对样品中大量颗粒进行粒径分布与计数浓度统计 。

二、iCAP MSX ICP‑MS 的技术实现

虽然 iCAP MSX 是单四极杆 ICP‑MS，但它具备完整的 spICP‑MS 工具与软件支持：

• 硬件兼容性：

• 配备高频采样、低沉积接口设计（如 Argon Gas Dilution、Intelligent Matrix Handling 等），支持较低背景与快速脉冲采集 ；

• 可兼容 Teledyne CETAC / Elemental Scientific 等厂商的高性能喷雾系统及高频采集组件；

• 支持 激光烧蚀（LA–ICP‑MS） 配合，实现固体颗粒的分析方案 。

• 软件支持：

• Thermo 的 Qtegra ISDS 平台通过插件支持 npQuant（单颗粒分析）、trQuant（激光浓度分析）、scQuant（单细胞分析）等功能模块 npQuant 插件集成信号检测与批量脉冲筛选，可自动生成粒径分布图和计数浓度结果，非常适用于纳米材料或微粒分析。

三、操作流程概览

1. 样品预处理：制备稀释的颗粒悬浮液，确保颗粒浓度适中且分散均匀；

2. 参数设置：选择合适的 dwell time（例如 50–100 μs）、传输效率测定校正、启用 npQuant 模式；

3. 进样与采集：启用 spICP 模式进行采样，高频率连续采集单颗粒信号；

4. 数据分析：npQuant 自动识别脉冲信号，将其转换为颗粒质量，并推算粒径，生成分布统计和浓度值；

5. 报告输出：Qtegra 平台自动导出图表及数据，方便进一步分析。

四、应用优势与适用场景

• 实时粒径分布与计数浓度双参数：比常规粒径技术（如 DLS、TEM）更快速、可高通量操作 ；

• 兼具元素定性与数量分析：可同时获得颗粒尺寸分布、组成特征及总浓度；

• 矩阵适应性强：iCAP MSX 的抗高盐／复杂基体能力强，适合环境、水质、食品、材料等领域；

• 整合平台简化流程：单一仪器加插件完成多任务，省时省力。

五、总结

• iCAP MSX ICP‑MS 硬件具备单颗粒 ICP‑MS 所需的快速采样能力及低背景接口设计；

• Qtegra＋npQuant 插件 提供完整的信号处理与粒径统计功能；

• 能够实现针对纳米/微粒的粒径分布、计数浓度及颗粒质量的综合统计分析；

• 是实验室进行纳米材料尺寸评估、环境颗粒监测或颗粒态污染研究的高效方案。

结语

iCAP MSX 系列仪器＋npQuant 插件构成了一个完整的单颗粒 ICP‑MS 解决方案，不仅可以实现元素浓度检测，还具备高水平的粒径分布分析能力。对于材料科学、环境工程、食品安全等领域中纳米及微颗粒研究，该系统提供了精准、高效、可重复的分析路径。